385 cau hoi hoa hoc va ung dung

385 c©u hái vµ ®¸p vÒ hãa häc víi ®êi sèng Nguyễn Thành 0 Tôi Yêu Hóa Học Lêi nãi ®Çu Gi¸o dôc thÕ kØ 21 dùa trªn c¬ së x©y dùng x· héi häc tËp víi 4 trô cét lµ: - Häc ®Ó biÕt (cèt lâi lµ hiÓu) - Häc ®Ó lµm (trªn c¬ së hiÓu) - Häc ®Ó cïng sèng víi nhau (trªn c¬ së hiÓu nhau) - Häc ®Ó lµm ngêi (trªn c¬ së hiÓu b¶n th©n) MÆt kh¸c tríc sù bïng næ th«ng tin vµ sù l·o ho¸ nhanh cña kiÕn thøc con ngêi muèn tån t¹i vµ ph¸t triÓn ®Òu ph¶i häc thêng xuyªn, häc suèt ®êi. Ho¸ häc lµ mét khoa häc nghiªn cøu c¸c chÊt vµ sù biÕn ®æi cña chóng. C¸c chÊt t¹o nªn mäi vËt thÓ cña thÕ giíi v« sinh vµ h÷u sinh, chÝnh chóng t¹o nªn c¶ c¬ thÓ chóng ta. Ho¸ häc chÕ ra nh÷ng chÊt r¾n h¬n kim c¬ng, bÒn h¬n s¾t thÐp, trong h¬n pha lª, ®Ñp h¬n nhung lôa. Cuèn s¸ch “385 c©u hái vµ ®¸p vÒ ho¸ häc víi ®êi sèng” gióp c¸c em häc sinh më réng kiÕn thøc ho¸ häc vµ nhÊt lµ tËp vËn dông kiÕn thøc ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn tîng thêng gÆp trong ®êi sèng, lao ®éng s¶n xuÊt, thiªn nhiªn vµ m«i trêng. Cuèi s¸ch gióp cho sù hiÓu biÕt vÒ ho¸ häc cña c¸c em s©u s¾c,h¬n vµ h÷u Ých h¬n. §èi víi c¸c thÇy c« gi¸o, cuèn s¸ch cung cÊp thªm t liÖu ®Ó cho c¸c bµi d¹y häc trªn líp phong phó, sinh ®éng h¬n vµ hÊp dÉn h¬n. T¸c gi¶ Nguyễn Thành 1 Tôi Yêu Hóa Học Nguyễn Thành 2 Tôi Yêu Hóa Học 1. PhÌn chua lµ chÊt g× ? PhÌn chua lµ muèi sunfat kÐp cña nh«m vµ kali. ë d¹ng tinh thÓ ngËm 24 ph©n tö H 2O nªn cã c«ng thøc ho¸ häc lµ K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O. PhÌn chua cßn ®îc gäi lµ phÌn nh«m, ngêi ta biÕt phÌn nh«m cßn tríc c¶ kim lo¹i nh«m. PhÌn nh«m ®îc ®iÒu chÕ tõ c¸c nguyªn liÖu lµ ®Êt sÐt (cã thµnh phÇn chÝnh lµ Al2O3), axit sunfuric vµ K2SO4. PhÌn chua kh«ng ®éc, cã vÞ ch¸t chua, Ýt tan trong níc l¹nh nhng tan rÊt nhiÒu trong níc nãng nªn rÊt dÔ tinh chÕ b»ng kÕt tinh l¹i trong níc. Còng do t¹o ra kÕt tña Al(OH) 3 khi khuÊy phÌn vµo níc ®· dÝnh kÕt c¸c h¹t ®Êt nhá l¬ löng trong níc ®ôc thµnh h¹t ®Êt to h¬n, nÆng vµ ch×m xuèng lµm trong níc. Anh ®õng b¾c bËc lµm cao PhÌn chua em ®¸nh níc nµo còng trong PhÌn chua rÊt cÇn cho viÖc xö lÝ níc ®ôc ë c¸c vïng lò ®Ó cã níc trong dïng cho t¾m, giÆt. V× côc phÌn chua trong vµ s¸ng cho nªn ®«ng y cßn gäi lµ minh phµn (minh lµ trong s¸ng, phµn lµ phÌn). Theo y häc cæ truyÒn th×: PhÌn chua, chua ch¸t, l¹nh lïng Gi¶i ®éc, t¸o thÊp, s¸t trïng ngoµi da D¹ dµy, viªm ruét, thÊp tµ Dïng liÒu thËt Ýt, thuèc ®µ rÊt hay Nguyễn Thành 3 Tôi Yêu Hóa Học PhÌn chua lµm hÕt ngøa, s¸t trïng v× vËy sau khi c¹o mÆt xong, thî c¾t tãc thêng lÊy mét miÕng phÌn chua to xoa vµo da mÆt cho kh¸ch. PhÌn chua dïng ®Ó bµo chÕ ra c¸c thuèc ch÷a ®au r¨ng, ®au m¾t, cÇm m¸u, ho ra m¸u (c¸c lo¹i xuÊt huyÕt). 2. Hµn the lµ chÊt g× ? Hµn the lµ chÊt natri tetraborat (cßn gäi lµ borac) ®«ng y gäi lµ bµng sa hoÆc nguyÖt th¹ch, ë d¹ng tinh thÓ ngËm 10 ph©n tö H2O (Na2B4O7.10H2O). Tinh thÓ trong suèt, tan nhiÒu trong níc nãng, kh«ng tan trong cån 900. Tríc ®©y ngêi ta thêng dïng hµn the lµm chÊt phô gia cho vµo giß lôa, b¸nh phë, b¸nh cuèn… ®Ó cho nh÷ng thø nµy khi ¨n sÏ c¶m thÊy dai vµ gißn. Ngay tõ n¨m 1985 tæ chøc thÕ giíi ®· cÊm dïng hµn the lµm chÊt phô gia cho thùc phÈm v× nã ®éc, cã thÓ g©y sèc, trôy tim, co giËt vµ h«n mª. Natri tetraborat t¹o thµnh hîp chÊt mµu víi nhiÒu oxit kim lo¹i khi nãng ch¶y, gäi lµ ngäc borac. Trong tù nhiªn, borac cã ë d¹ng kho¸ng vËt tinkan, cßn kenit chøa Na2B4O7.4H2O. Borac dïng ®Ó s¶n xuÊt men mµu cho gèm sø, thuû tinh mµu vµ thuû tinh quang häc, chÊt lµm s¹ch kim lo¹i khi hµn, chÊt s¸t trïng vµ chÊt b¶o qu¶n, chÊt tÈy tr¾ng v¶i sîi. Hµn the cßn ®îc dïng ®Ó bµo chÕ dîc phÈm. Theo ®«ng y, hµn the cã vÞ ngät mÆn, tÝnh m¸t dïng h¹ sèt, tiªu viªm, ch÷a bÖnh viªm häng, viªm h¹nh nh©n h¹ch, sng loÐt r¨ng lîi. Hµn the ngät, mÆn, m¸t thay Nguyễn Thành 4 Tôi Yêu Hóa Học Tiªu viªm, h¹ sèt, l¹i hay ®au ®Çu Viªm häng, viªm lîi ®· l©u Viªm h¹ch, viªm m¾t thuèc ®©u s¸nh b»ng. T©y y dïng dung dÞch axit boric lo·ng lµm níc röa m¾t, dïng natri tetraborat ®Ó chÕ thuèc ch÷a ®au r¨ng, lîi. 3. M× chÝnh (bét ngät) lµ chÊt g× ? M× chÝnh lµ muèi natri cña axit glutaric, mét amino axit tù nhiªn, quen thuéc vµ quan träng. M× chÝnh cã tªn ho¸ häc lµ monosodium glutamat, viÕt t¾t lµ MSG. MSG cã trong thùc phÈm vµ rau qu¶ t¬i sèng ë d¹ng tù do hay ë d¹ng liªn kÕt víi protein hoÆc lipÝt. Tuy ë hµm lîng thÊp, song chøc n¨ng cña nã lµ mét gia vÞ, t¨ng vÞ cho thùc phÈm, lµm næi bËt sù t¬i sèng, cßn trong chÕ biÕn lµm t¨ng sù ngon miÖng. Ngêi Hoa (vµ nhiÒu d©n téc Ch©u ¸) ®· lîi dông chøc n¨ng nµy trong kÜ x¶o Èm thùc ®Ó chÕ biÕn c¸c mãn ¨n thªm phÇn ngon miÖng trong c¸c nhµ hµng Trung Quèc. B¶n th©n MSG kh«ng ph¶i lµ mét vi chÊt dinh dìng vµ chØ cã MSG tù do d¹ng ®ång ph©n L míi lµ chÊt t¨ng vÞ, cßn ë d¹ng liªn kÕt víi protein vµ lipit th× kh«ng cã chøc n¨ng nµy. Nh÷ng thøc ¨n giµu protein nh s÷a, thÞt, c¸… chøa nhiÒu MSG d¹ng liªn kÕt. Ngîc l¹i ë rau, qu¶, cñ l¹i tån t¹i ë d¹ng tù do nh nÊm cã 0,18%, cµ chua 0,14%, khoai t©y 0,1%. Ngêi NhËt lóc ®Çu ph©n lËp MST tõ t¶o biÓn, cßn ngµy nay MSG ®îc tæng hîp b»ng c«ng nghÖ lªn men. M× chÝnh lµ mét gia vÞ nhµ hµng, ®«i khi hç trî cho mét kÜ thuËt nÊu ¨n tåi, thêng bÞ l¹m dông vÒ liÒu lîng. Nguyễn Thành 5 Tôi Yêu Hóa Học §· cã nh÷ng ph¸t hiÖn vÒ di chøng cña bÖnh ¨n nhiÒu m× chÝnh mµ ngêi ta gäi lµ “héi chøng hiÖu ¨n Tµu”: NhÑ th× cã c¶m gi¸c ngøa ran nh kiÕn bß trªn mÆt, ®Çu hoÆc cæ cã c¶m gi¸c c¨ng cøng ë mÆt. NÆng th× nhøc ®Çu, chãng mÆt, buån n«n. Nh vËy m× chÝnh cã ®éc h¹i kh«ng? §· kh«ng Ýt lÇn MSG ®îc ®em ra bµn c·i ë c¸c tæ chøc l¬ng n«ng thÕ giíi (FAO) Y tÕ thÕ giíi (WHO). Uû ban chuyªn gia vÒ phô gia thùc phÈm (JECFA). LÇn ®Çu tiªn (1970) ®îc quy ®Þnh r»ng lîng MGS sö dông an toµn hµng ngµy lµ 0 120mg/kg thÓ träng, kh«ng dïng cho trÎ em díi 3 th¸ng tuæi. N¨m 1979 l¹i ®îc quy ®Þnh t¨ng lªn lµ - 150mg/kg thÓ träng. Tíi n¨m 1986 JECFA l¹i xem xÐt l¹i vµ x¸c ®Þnh lµ MSG “kh«ng cã vÊn ®Ò g×”. Tãm l¹i, MSG lµ an toµn trong liÒu lîng cho phÐp. §iÒu ®¸ng lu ý lµ m× chÝnh kh«ng ph¶i lµ vi chÊt dinh dìng mµ chØ lµ chÊt t¨ng vÞ mµ th«i 4. S« ®a lµ chÊt lµ g× ? Ngµy tõ thêi cæ xa, ngêi ta ®· biÕt ®Õn thuû tinh vµ xµ phßng. §Ó s¶n xuÊt ra chóng ta, ph¶i dïng natri cacbonat (s«®a) khai th¸c trªn bê cña nh÷ng hå s«®a ë Ch©u Phi vµ ch©u Mü hoÆc thu ®îc tõ tro cña nh÷ng loµi thùc vËt mäc díi biÓn vµ bê biÓn ë ch©u ¢u. Kho¶ng 150 n¨m vÒ tríc, s« ®a b¾t ®Çu ®îc s¶n xuÊt b»ng ph¬ng ph¸p c«ng nghÖ. Mét ngêi Ph¸p tªn lµ L¬Blan ®· t×m ra qui tr×nh ®Çu tiªn s¶n xuÊt s« ®a. Nhng tõ n¨m 1870, ph¬ng ph¸p cña ngêi BØ tªn lµ Solvay cã lîi nhuËn lín h¬n ®· ®Èy lïi ®îc ph¬ng ph¸p cña L¬ Nguyễn Thành 6 Tôi Yêu Hóa Học Blan vµ n¨m 1916; nhµ m¸y cuèi cïng s¶n xuÊt theo ph¬ng ph¸p nµy ®· bÞ ®ãng cöa. S«®a cã ý nghÜa cùc kú quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n. Nã ®îc dïng ®Ó s¶n xuÊt c¸c chÊt tÈy röa vµ chÊt lµm s¹ch trong c«ng nghiÖp thuû tinh vµ c«ng nghiÖp dÖt. Trong ngµnh luyÖn kim, ngêi ta dïng nã ®Ó t¸ch lu huúnh ra khái s¾t vµ thÐp; s«®a ®îc dïng trong s¶n xuÊt natri silicat, natri photphat vµ natri aluminat, men sø, s¬n dÇu vµ c«ng nghiÖp dîc phÈm. C«ng nghiÖp da, cao su, ®êng; s¶n xuÊt thùc phÈm, vËt liÖu nhiÕp ¶nh còng cÇn ®Õn s«®a. Nã lµ thµnh phÇn kh«ng thÓ thiÕu trong viÖc lµm s¹ch níc ! 5. Sîi ho¸ häc lµ g× ? Sîi ho¸ häc lµ sîi t¹o thµnh tõ c¸c chÊt h÷u c¬ thiªn nhiªn vµ c¸c polime tæng hîp. Sîi ho¸ häc chia lµm hai nhãm lín: sîi nh©n t¹o vµ sîi tæng hîp. Sîi nh©n t¹o thu ®îc khi chÕ biÕn ho¸ häc c¸c polime t¹o sîi, thu ®îc nhê tæng hîp ho¸ häc. C¸c lo¹i sîi poliamit, polieste, polipropilen vµ nhiÒu sîi kh¸c n÷a nh capron, nilon, lavsan,v.v… lµ sîi tæng h¬p. Sîi nh©n t¹o ra ®êi tríc sîi tæng hîp. Ngay tõ n¨m 1853, ë Anh ngêi ta ®· ®Ò xuÊt viÖc t¹o sîi m¶nh dµi v« tËn tõ dung dÞch nitroxenluloza trong hçn hîp rîu vµ ete. Ngêi ta ®· s¶n xuÊt c¸c lo¹i sîi nµy trªn quy m« c«ng nghiÖp, c¸ch ®©y kh«ng l©u l¾m vµo cuèi thÕ kû XIX, ®Çu thÕ kû XX. T¬ visco, s¶n xuÊt tõ n¨m 1905, ®Õn nay vÉn cha mÊt ý nghÜa. Sîi visco thu ®îc tõ dung dÞch xenluloza ®Ëm ®Æc trong xót Nguyễn Thành 7 Tôi Yêu Hóa Học lo·ng. Tõ n¨m 1910 ®Õn 1920, ngêi ta tiÕn hµnh s¶n xuÊt c«ng nghiÖp tõ xenluloz¬ axetat. LÞch sö sîi tæng hîp b¾t ®Çu n¨m 1932. Lóc ®ã, ë §øc b¾t ®Çu s¶n xuÊt c«ng nghiÖp sîi tæng hîp ®Çu tiªn lµ polivinylclorua dïng vµo môc ®Ých kü thuËt. Khi clo ho¸ tiÕp polivinylclorua ta ®îc nhùa peclovinyl, tõ ®ã cã thÓ s¶n xuÊt ra lo¹i sîi bÒn vÒ mÆt ho¸ häc: sîi clorin. N¨m 1930, ngêi ta b¾t ®Çu s¶n xuÊt sîi tõ nhùa poliamit, lµ polime tæng hîp t¬ng tù protein. Trong ph©n tö cña chóng, còng gièng nh trong protein, cã c¸c nhãm amit- CO-NH- lÆp l¹i nhiÒu lÇn. C¸c sîi poliamit ®Çu tiªn lµ nilon vµ capron, vÒ mét sè tÝnh chÊt cßn tèt h¬n c¶ t¬ thiªn nhiªn. Nh÷ng sîi tæng hîp cã b¶n chÊt ho¸ häc kh¸c nh polieste, poliolefin (trªn c¬ së trïng hîp etylen),v.v… còng xuÊt hiÖn. Vª nguyªn lý, c«ng nghÖ s¶n xuÊt sîi tæng hîp lµ ®¬n gi¶n: ®ïn khèi nãng ch¶y hoÆc dung dÞch polime qua nh÷ng lç rÊt nhá cña khu«n kÐo vµo mét buång chøa kh«ng khÝ l¹nh, t¹i ®©y, qu¸ tr×nh ®ãng r¾n x¶y ra, biÕn dßng polime thµnh sîi. B»ng c¸ch ®ã, ta thu ®îc sîi capron vµ nilon. ChØ t¬ h×nh thµnh liªn tôc ®îc cuèn vµo èng sîi. Nhng kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c lo¹i sîi ho¸ häc ®Òu ®îc s¶n xuÊt ®¬n gi¶n nh vËy. Qu¸ tr×nh ®ãng r¾n sîi axetat x¶y ra trong m«i trêng kh«ng khÝ nãng, ®Ó ®ãng r¾n chØ t¬ cña sî visco vµ mét lo¹i sîi kh¸c l¹i x¶y ra trong c¸c bÓ ®«ng tô chøa c¸c ho¸ chÊt láng ®îc chän läc ®Æc biÖt. Trong qu¸ tr×nh t¹o sîi, trªn c¸c èng sîi ngêi ta cßn kÐo c¨ng ®Ó c¸c ph©n tö polime d¹ng chuçi trong sîi cã mét trËt tù s¾p xÕp chÆt chÏ Nguyễn Thành 8 Tôi Yêu Hóa Học h¬n (s¾p xÕp song song nhau). Khi ®ã, lùc t¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö t¨ng lªn lµm ®é bÒn c¬ häc cña sîi còng t¨ng lªn. Nãi chung, tÝnh chÊt cña sîi chÞu ¶nh hëng cña nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh thay ®æi tèc ®é nÐn Ðp, thµnh phÇn vµ nång ®é c¸c chÊt trong bÓ ®«ng tô, nhiÖt ®é cña dung dÞch kÐo sîi vµ cña bÓ ®«ng tô (hoÆc buång kh«ng khÝ), thay ®æi kÝch thíc lç cña khu«n kÐo. Lç cµng nhá th× sîi cµng m¶nh vµ lùc bÒ mÆt sÏ cµng ¶nh hëng nhiÒu ®Õn tÝnh chÊt cña v¶i lµm tõ sîi nµy. §Ó t¨ng nh÷ng lùc ®ã, ngêi ta thêng dïng c¸c khu«n kÐo víi lç cã tiÕt diÖn h×nh sao. §èi víi c¸c chuyªn gia dÖt th× ®é dµi kÐo ®øt, do sîi bÞ ®øt díi t¸c dông cña träng lîng chÝnh nã, ®îc xem nh mét ®Æc trng quan träng vÒ ®é bÒn cña sîi. Víi sîi b«ng thiªn nhiªn, ®é dµi ®ã thay ®æi tõ 5 ®Õn 10km, t¬ axetat tõ 30 ®Õn 35km, sîi visco tíi 50 km, sîi polieste vµ poliamit cßn dµi h¬n n÷a. Ch¼ng h¹n víi sîi nilon lo¹i cao cÊp, ®é dµi kÐo ®øt lªn tíi 80km. Sîi ho¸ häc ®· thay thÕ mét c¸ch cã kÕt qu¶ c¸c lo¹i sîi thiªn nhiªn lµ t¬, len, b«ng vµ kh«ng Ýt trêng hîp vît c¸c lo¹i sîi thiªn nhiªn vÒ chÊt lîng. S¶n xuÊt sîi ho¸ häc cã tÇm quan träng lín lao ®èi víi nÒn kinh tÕ quèc d©n, gãp phÇn n©ng cao phóc lîi vËt chÊt cho con ngêi vµ cã kh¶ n¨ng ®¸p øng nhu cÇu ngµy cµng t¨ng cña nh©n d©n vÒ c¸c mÆt hµng th«ng dông: v¶i, c¸c s¶n phÈm dÖt kim vµ t¬ l«ng nh©n t¹o. 6. Saccarin lµ chÊt g× ? Nguyễn Thành 9 Tôi Yêu Hóa Học